CN106374524A - 一种upfc对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，以监测流过UPFC的电流，通过反馈环节来调节电流控制相应的无功功率，调整机端电压到正常水平，使得发电机中产生一定的阻尼转矩，抑制次同步谐振，同时，UPFC串联侧通过改变串联侧电压，从而改变线路的无功功率，利用线路的无功功率的变化影响异步风力发电机系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩视为恒定，感性电流的增加使得异步发电机的转子转速升高，产生次同步频率下的阻尼转矩，抑制次同步谐振。本发明在增强风电场系统稳定性的同时还能增加系统中的次同步阻尼，同时还能抑制风力发电机的次同步谐振。

Description

一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法。

背景技术

近几年来，风力发电在全世界都得到了快速发展，百万级大规模风电场开始逐步建成。但是大型风电场一般都处于比较偏僻的地方，往往远离负荷中心，长距离输电将不可避免。为了减少线路损耗，提高传输容量并改善系统稳定性，串联补偿装置被用于长距离输电线路中。

串联补偿装置在有效增加功率传输容量的同时也可能引起次同步谐振现象。风力机是由叶片、轮毅、低速轴、高速轴、齿轮箱等刚性部分组成，当系统发生扰动时，线路中的串联补偿装置可能会引起风力发电机组的次同步谐振，导致风电场的停运，甚至是风力发电机组的损毁，造成系统不稳定。

目前，基于鼠笼式异步发电机的风力发电机，由于其制造简单、技术成熟、运行可靠、性价比高，被广泛运用于实际风电场中。异步风力发电机在发出有功功率的同时要从系统吸收一定的无功功率，所以需要配备一定的无功补偿装置。统一潮流控制器(UPFC)作为灵活交流输电系统(FACTS)家族中功能最强大的装置，具有较强的灵活性和较好的可控性，动态响应快速，有调节系统电压、有功、无功的功能，还能提高暂态稳定性，阻尼系统中的振荡。基于UPFC的强大功能，将其运用于风电场中，不仅能很好地调节风电场的电压，对风电场进行无功补偿，提高系统稳定性，还能很好地抑制风电场的次同步谐振现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，以监测流过UPFC的电流，通过反馈环节来调节电流控制相应的无功功率，调整机端电压到正常水平，使得发电机中产生一定的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，包括以下步骤：

步骤一、建立UPFC的电路模型；

步骤二、对UPFC的并联侧与串联侧进行优化建模；

步骤三、将UPFC用于风电并网中，UPFC并联侧监测流过UPFC的电流，通过反馈模块来调节并联侧的电流控制相应的无功功率，调整风力机机端电压到正常水平，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振；UPFC串联侧通过改变串联侧电压，从而改变线路的无功功率，利用线路的无功功率的变化影响异步风力发电机系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩视为恒定，感性电流的增加使得异步发电机的转子转速升高，产生次同步频率下的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

进一步地，所述UPFC的电路模型包括：母线、背靠背的第一换流器和第二换流器、并联在第一换流器和第一换流器之间的直流电容、第一变压器和第二变压器，所述第一变压器、第一换流器、第二换流器串联后并联在母线上，第一变压器的两侧分别与UPFC的并联侧接入点和第一换流器相连；所述第二变压器的二次侧串联在母线上，输出UPFC串联侧出口母线电压，其一次侧与第二换流器相连。

进一步地，所述步骤二中，对并联侧进行优化建模，具体为：

${\stackrel{\·}{I}}_{sh}=I_{shd}+{\mathrm{jI}}_{shq}=\frac{V_1-V_{shd}}{X_{sh}}+j\frac{V_{shq}}{X_{sh}}$

P_sh+jQ_sh＝V₁(I_shd-jI_shq)

其中：为并联侧电流；I_shd、I_shq分别为经过dq变换的并联侧电流幅值；V_shd、V_shq分别为经过dq变换的第一换流器交流侧电压幅值；X_sh为并联侧第一变压器阻抗；V₁为并联侧接入点电压幅值；P_sh和Q_sh分别为异步风力发电机系统向UPFC并联侧注人的有功功率和无功功率；

对串联侧进行优化建模，具体为：

$P_R=\frac{(V_1-V_{sed})V_{Rq}+V_{Rd}{V}_{seq}}{X_R}$

$Q_R=\frac{V_1^2+V_{se}^2-(2V_1-V_{Rd})V_{sed}-V_1{V}_{Rd}+V_{Rd}{V}_{seq}}{X_R}$

其中：P_R和Q_R分别为线路的有功功率和无功功率；V_se为第二换流器交流侧的电压幅值；V_sed、V_seq分别为经过dq变换第二换流器交流侧的电压幅值；V₁为并联侧接入点电压幅值；V_Rd、V_Rq分别经过dq变换的异步风力发电机系统受端电压幅值；X_R为线路阻抗。

进一步地，所述步骤三具体为：

3.1监测流过UPFC的并联侧电流通过反馈模块来调节电流从而控制V_shq和V_shd的大小，以控制UPFC并联侧输出相应的无功功率，利用UPFC并联侧向异步风力发电机系统注入的无功功率的变化引起风力机中流过的电流的变化，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振；

3.2改变串联侧的V_se去影响V₁的大小，从而影响线路中有功、无功的大小，增加注入的次同步频率下的抑制电流，利用线路无功功率的变化影响异步风力发电机系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩视为恒定，感性电流的增加使得异步发电机的转子转速升高，产生次同步频率下的阻尼转矩。

进一步地，所述反馈模块具体为：将并联侧电流进行dq分解得到I_shd与I_shq，将二者分别与I_shd与I_shq的额定电流I_shpref、I_shqref相比较经PI调节得到电压值V_dd与V_qq跟并联侧接入点电压V₁的dq变换电压V_d、V_q相比较，再经PI调节得到V_shq和V_shd，利用控制V_shq和V_shd的大小来控制UPFC并联侧输出相应的无功功率，调整风力机机端注入无功功率的变化引起风力机中流过的电流的变化，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

进一步地，所述得到串联侧的V_se具体为：将扭振模式分量的转速偏差Δω和电压增量ΔV作为输入信号，利用转速/功率转换模块和电压/无功模块将它们分别转化为有功功率P与无功功率Q，将线路有功、无功功率的额定值P_Rref、Q_Rref与线路有功功率P_R、线路无功功率Q_R、有功功率P、无功功率Q进行比较之后输入到第一PI运算模块，所得输出量V_d、V_q分别与并联侧接入点额定电压V_qref、V_dref相比较后送入到第二PI运算模块，分别得到V_seq和V_sed，使得发生次同步谐振时，能够及时调节线路无功功率Q_R和接入点电压V₁。

进一步地，所述改变串联侧的V_se去影响V₁的大小具体为：

${\stackrel{\·}{V}}_1={\stackrel{\·}{V}}_{se}+{\stackrel{\·}{V}}_2$

其中：为并联侧接入点电压；为第二换流器交流侧的电压；为串联侧出口母线电压。

本发明的有益效果：

本发明根据UPFC和异步风力发电机的数学模型，改进了UPFC的控制策略，以IEEE第一标准模型为基础，加入异步风力发电机和UPFC的详细模型，在PSCAD/EMTDC上进行时域仿真，验证了UPFC及对异步风力发电系统的次同步谐振的抑制作用。以监测流过UPFC的电流，通过反馈环节来调节电流控制相应的无功功率，调整机端电压到正常水平，使得发电机中产生一定的阻尼转矩，抑制次同步谐振，同时，UPFC串联侧通过改变串联侧电压，从而改变线路的无功功率，利用线路的无功功率的变化影响异步风力发电机系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩视为恒定，感性电流的增加使得异步发电机的转子转速升高，产生次同步频率下的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

附图说明

图1示出了本发明方法的具体流程图。

图2异步风电机组轴系统模型。

图3 UPFC结构图。

图4 UPFC并联侧控制框图。

图5 UPFC串联侧控制图。

图6含UPFC的风电场仿真系统。

图7不加UPFC时的机械转矩。

图8加入UPFC控制时的机械转矩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，包括以下步骤：

步骤一、建立UPFC的电路模型；

步骤二、对UPFC的并联侧与串联侧进行优化建模；

步骤三、将UPFC用于风电并网中，UPFC并联侧监测流过UPFC的电流，通过反馈模块来调节并联侧的电流控制相应的无功功率，调整风力机机端电压到正常水平，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振；UPFC串联侧通过改变串联侧电压，从而改变线路的无功功率，利用线路的无功功率的变化影响异步风力发电机系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩视为恒定，感性电流的增加使得异步发电机的转子转速升高，产生次同步频率下的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

所述UPFC的电路模型包括：母线、背靠背的第一换流器和第二换流器、并联在第一换流器和第一换流器之间的直流电容、第一变压器和第二变压器，所述第一变压器、第一换流器、第二换流器串联后并联在母线上，第一变压器的两侧分别与UPFC的并联侧接入点和第一换流器相连；所述第二变压器的二次侧串联在母线上，输出UPFC串联侧出口母线电压，其一次侧与第二换流器相连。

所述步骤二中，对并联侧进行优化建模，具体为：

${\stackrel{\·}{I}}_{sh}=I_{shd}+{\mathrm{jI}}_{shq}=\frac{V_1-V_{shd}}{X_{sh}}+j\frac{V_{shq}}{X_{sh}}$

P_sh+jQ_sh＝V₁(I_shd-jI_shq)

其中：为并联侧电流；I_shd、I_shq分别为经过dq变换的并联侧电流幅值；V_shd、V_shq分别为经过dq变换的第一换流器交流侧电压幅值；X_sh为并联侧第一变压器阻抗；V₁为并联侧接入点电压；P_sh和Q_sh分别为异步风力发电机系统向UPFC并联侧注人的有功功率和无功功率；

由上式可知，通过调整V_shq的大小来改变I_shq的大小，实现控制并联侧接入点电压V₁的目的，直流电容电压V_dc与UPFC上的有功功率有关，改变了V_shd即改变了I_shd的大小，达到控制直流电压的目的，因为串联侧正常工作便依靠直流电压，如果没有则串联侧无法正常工作。

在发生次同步谐振时，风力机机端电流必将含有次同步频率下的电流分量，监测流过UPFC的并联侧电流通过反馈模块来调节电流控制V_shq和V_shd的大小，以输出相应的无功功率，调整机端电压到正常水平，利用无功功率的变化引起发电机中流过的电流的变化，使得发电机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

监测流过UPFC的并联侧电流通过反馈模块来调节电流从而控制V_shq和V_shd的大小，以控制UPFC并联侧输出相应的无功功率，利用UPFC并联侧向异步风力发电机系统注入的无功功率的变化引起风力机中流过的电流的变化，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

所述反馈模块具体为：采用电流外环电压内环控制方式，将并联侧电流进行dq分解得到I_shd与I_shq，将二者分别与I_shd与I_shq的额定电流I_shpref、I_shqref相比较经PI调节得到电压值V_dd与V_qq跟并联侧接入点电压V₁的dq变换电压V_d、V_q相比较，再经PI调节得到V_shq和V_shd，利用控制V_shq和V_shd的大小来控制UPFC并联侧输出相应的无功功率，调整风力机机端注入无功功率的变化引起风力机中流过的电流的变化，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

所述步骤二中，对串联侧进行优化建模，具体为：

$P_R=\frac{(V_1-V_{sed})V_{Rq}+V_{Rd}{V}_{seq}}{X_R}$

$Q_R=\frac{V_1^2+V_{se}^2-(2V_1-V_{Rd})V_{sed}-V_1{V}_{Rd}+V_{Rd}{V}_{seq}}{X_R}$

其中：其中：P_R和Q_R分别为线路的有功功率和无功功率；V_se为第二换流器交流侧的电压幅值；V_sed、V_seq分别为经过dq变换第二换流器交流侧的电压幅值；V₁为并联侧接入点电压；V_Rd、V_Rq分别经过dq变换的异步风力发电机系统受端电压(即UPFC串联侧的末端电压)；X_R为线路阻抗。

由上式可知，可以通过改变串联侧的V_se去影响V₁的大小，可以更好地增加注入的次同步频率下的抑制电流，线路无功功率的变化将影响系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩可视为恒定，感性电流增加将导致转子转速的升高，产生次同步频率下的阻尼转矩。

如图5所示，得到串联侧的V_se具体为：将扭振模式分量的转速偏差Δω和电压增量ΔV作为输入信号，利用转速/功率转换模块和电压/无功模块将它们分别转化为有功功率P与无功功率Q，将线路有功、无功功率额定值P_Rref、Q_Rref与线路有功功率P_R、线路无功功率Q_R、有功功率P、无功功率Q进行比较之后输入到第一PI运算模块，所得输出量V_d、V_q分别并联侧接入点额定电压V_qref、V_dref相比较后送入到第二PI运算模块，分别得到V_seq和V_sed，使得发生次同步谐振时，能够及时调节线路无功功率Q_R和接入点电压V₁。

所述改变串联侧的V_se去影响V₁的大小具体为：

${\stackrel{\·}{V}}_1={\stackrel{\·}{V}}_{se}+{\stackrel{\·}{V}}_2$

其中：为并联侧接入点电压；为第二换流器交流侧的电压；为串联侧出口母线电压。

实施例一

选取系统参数对异步发电机模型与风力机进行建模

步骤1-1，对风力机模型进行仿真建模，风力机机械功率P_M和机械转矩T_M分别为：

$P_M=\frac{1}{2}{C}_P{\mathrm{S\ρv}}^3$

$T_M=\frac{\frac{1}{2}{C}_P{\mathrm{S\ρv}}^3}{{\mathrm{\ω}}_r}$

$C_P(\mathrm{\λ},\mathrm{\β})=0.5176{(\frac{116}{{\mathrm{\λ}}_i}-0.4\mathrm{\β}-5)}^{\frac{-21}{{\mathrm{\λ}}_i}}+0.0068\mathrm{\λ}$

$\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_i}=\frac{1}{\mathrm{\λ}+0.08\mathrm{\β}}-\frac{0.035}{{\mathrm{\β}}^3+1}$

$\mathrm{\λ}=\frac{{\mathrm{\ω}}_{r}R}{v}$

其中：C_P为风能利用系数；S为叶片扫过的面积；v为风速；ρ为空气密度；ω_r为风轮轴转速。在风速v给定的情况下，风力机获得的功率将取决于功率系数C_P，而C_P是叶尖速比λ和桨叶节距角β的函数，λ叶尖速比；R为风轮半径。

步骤1-2，异步发电机进行dq坐标系变换后的等效电路对应的数学模型为：

其中：U_ds、U_qs、i_ds、i_qs分别为定了侧d轴和q轴的电压、电流；U′_dr、U′_qr、i′_dr、i′_qr分别为转子侧d轴和q轴的电压、电流；R_s和R_r′分别为定子电阻和转子电阻； 分别为定子侧和转子侧d轴和q轴的磁通；ω为同步转速，ω_r为转子转速。

步骤1-3，异步发电机电磁转矩为：

$J\frac{{\mathrm{d\ω}}_r}{dt}=T_M-T_E$

其中p为极对数；由上式可得异步发电机转子运动方程，其中J是发电机旋转模块的总转动惯量。若机械转矩T_M和电磁转矩T_E不相等，异步发电机会在不平衡转矩下加速或减速。

步骤1-4，建立异步风电机组轴系统模型

异步风电机组轴系分为高速轴、齿轮箱和低速轴，齿轮箱只起连接高速轴和低速轴的作用，其质量很小，可忽略；发电机连接在高速轴上，风力机则连接在低速轴上，因而通常将轴系用双质块表示，一个质块表示发电机转动惯量，另一个质块则表示风轮转动惯量，如图2所示。表达式为：

$\left\{\begin{array}{c}{T}_{Jm}\frac{{\mathrm{d\ω}}_m}{dt}=T_m-K_s{\mathrm{\θ}}_s-D_m{\mathrm{\ω}}_m\\ T_{Jg}\frac{{\mathrm{d\ω}}_r}{dt}=K_s{\mathrm{\θ}}_s-T_e-D_g{\mathrm{\ω}}_r\\ \frac{{\mathrm{d\θ}}_s}{dt}=\mathrm{\ω}({\mathrm{\ω}}_m-\mathrm{\ω})\end{array}\right.$

式中：T_Jm和T_Jg分别为风力机和发电机的惯性时间常数；K_s为轴的刚度系数；θ_s为两质块间的相对角位移；D_m和D_g分别为风力机和异步发电机的阻尼系数；ω为同步转速；ω_m为风轮角速度。

建立UPFC的电路模型

如图3所示，所述UPFC的电路模型包括：母线、背靠背的第一换流器(VSCI)和第二换流器(VSC2)、并联在第一换流器和第一换流器之间的直流电容、第一变压器和第二变压器，所述第一变压器、第一换流器、第二换流器串联后并联在母线上，第一变压器的两侧分别与UPFC的并联侧接入点和第一换流器相连；所述第二变压器的二次侧串联在母线上，输出UPFC串联侧出口母线电压，其一次侧与第二换流器相连。

其中，VSCI和VSC2为电压源型换流器；为VSCI交流侧的电压；为并联侧电流；X_sh为并联侧第一变压器阻抗；V₁为并联侧接入点电压幅值；P_sh和Q_sh分别为系统向UPFC并联侧注人的有功和无功；V_se为VSC2交流侧的电压幅值；V₂为串联侧出口母线电压幅值；V_R为线路阻抗；P_R和Q_R分别为线路的有功功率和无功功率。

对UPFC的并联侧与串联侧进行优化建模，并将UPFC用于风电并网中，抑制次同步谐振

将UPFC用于风电并网中不仅能大大增强风电场的电压稳定性，还能在故障情况下加强风电场的系统稳定性。本发明通过对UPFC的改进，使得UPFC在提高系统暂态稳定性的同时，还能在风电场发生次同步谐振的情况下抑制次同步谐振。

(1)由图3可得，并联侧的优化模型为：

${\stackrel{\·}{I}}_{sh}=I_{shd}+{\mathrm{jI}}_{shq}=\frac{V_1-V_{shd}}{X_{sh}}+j\frac{V_{shq}}{X_{sh}}$

P_sh+jQ_sh＝V₁(I_shd-jI_shq)

可以在UPFC的并联侧通过控制注入的无功功率来调节接入点电压V₁的大小；

由上式可知，调整V_shq的大小可以改变I_shq的大小，从而实现控制接入点电压V₁的目的。直流电容电压V_dc与UPFC上的有功功率有关，改变了V_shd即改变了I_shd的大小，就可以达到控制直流电压的目的。

(2)在发生次同步谐振时，风力机机端电流必将含有次同步频率下的电流分量，此时监测流过UPFC的电流通过反馈模块来调节电流控制V_shq和V_shd的大小，以输出相应的无功功率，调整机端电压到正常水平。而无功功率的变化会改变风力机中流过的电流，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振。在正常情况下，UPFC也能进行电压调节，为达到这样的目的，并联侧采用图4所示的控制策略，具体为：

将并联侧电流进行dq分解得到I_shd与I_shq，将二者分别与其额定电流I_shpref、I_shqref相比较经PI调节得到电压值V_dd与V_qq跟并联侧接入点电压V₁的dq变换电压V_d、V_q相比较，再经PI调节得到V_shq和V_shd，利用控制V_shq和V_shd的大小来控制UPFC并联侧输出相应的无功功率，调整风力机机端注入无功功率的变化引起风力机中流过的电流的变化，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

(3)UPFC的串联侧是通过改变V_se的幅值和相位来控制线路潮流。以V₁为参考，由图3得:

$P_R=\frac{(V_1-V_{sed})V_{Rq}+V_{Rd}{V}_{sed}}{X_R}$

$Q_R=\frac{V_1^2+V_{se}^2-(2V_1-V_{Rd})V_{sed}-V_1{V}_{Rd}+V_{Rd}{V}_{seq}}{X_R}$

由上式可知，改变串联侧的V_se也能影响V₁的大小，可以更好地增加注入的次同步频率下的抑制电流。线路无功功率的变化将影响系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩可视为恒定，感性电流增加将导致转子转速的升高，产生次同步频率下的阻尼转矩。

所述得到串联侧的V_se具体为：将扭振模式分量的转速偏差Δω和电压增量ΔV作为输入信号，利用转速/功率转换模块和电压/无功模块将它们分别转化为有功功率P与无功功率Q，将额定功率值P_Rref、Q_Rref与线路有功功率P_R、线路无功功率Q_R、有功功率P、无功功率Q进行比较之后输入到第一PI运算模块，所得输出量V_d、V_q分别与额定电压V_qref、V_dref相比较后送入到第二PI运算模块，分别得到V_seq和V_sed，使得发生次同步谐振时，能够及时调节线路无功功率Q_R和接入点电压V₁。

仿真模型是基于IEEE第一模型搭建的，发电机采用100MW的异步风电场模型。为使UPFC在正常运行方式下能增强系统的稳定性，同时在次同步谐振情况下又能准确获得该频率下的信息以最大限度地抑制次同步谐振，应将UPFC接在风电场出口处。将UPFC接在升压变压器的低压侧，还能降低UPFC的绝缘强度。仿真系统结构如图6所示。

为验证本文提出的UPFC的改进控制策略对抑制风电场次同步谐振的作用，在PSCAD/EMTDC软件中搭建带串联补偿的风电场和UPFC的仿真模型，仿真时间设置10s，并从4.5s开始在风电场出口处设置持续0.1s的三相短路故障。系统的串补度为90％，风力发电机组的自然扭振频率为21.54Hz。图7为不加UPFC的仿真图。

从图7可以看到，故障激发了风力发电机组轴系的次同步扭振，风力机与异步发电机之间的电磁转矩在故障之后持续增长。图8在图7所示情况的基础上将UPFC接入系统中，电磁转矩在故障后很快恢复平稳，显著地抑制了扭矩振荡的发散，可见UPFC的接入在很大程度上增加了系统稳定的可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立UPFC的电路模型；

步骤二、对UPFC的并联侧与串联侧进行优化建模；

步骤三、将UPFC用于风电并网中，UPFC并联侧监测流过UPFC的电流，通过反馈模块来调节并联侧的电流控制相应的无功功率，调整风力机机端电压到正常水平，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振；UPFC串联侧通过改变串联侧电压，从而改变线路的无功功率，利用线路的无功功率的变化影响异步风力发电机系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩视为恒定，感性电流的增加使得异步发电机的转子转速升高，产生次同步频率下的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

2.根据权利要求1所述的一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，其特征在于：所述UPFC的电路模型包括：母线、背靠背的第一换流器和第二换流器、并联在第一换流器和第一换流器之间的直流电容、第一变压器和第二变压器，所述第一变压器、第一换流器、第二换流器串联后并联在母线上，第一变压器的两侧分别与UPFC的并联侧接入点和第一换流器相连；所述第二变压器的二次侧串联在母线上，输出UPFC串联侧出口母线电压，其一次侧与第二换流器相连。

3.根据权利要求2所述的一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，其特征在于：所述步骤二中，对并联侧进行优化建模，具体为：

P_sh+jQ_sh＝V₁(I_shd-jI_shq)

其中：为并联侧电流；I_shd、I_shq分别为经过dq变换的并联侧电流幅值；V_shd、V_shq分别为经过dq变换的第一换流器交流侧电压幅值；X_sh为并联侧第一变压器阻抗；V₁为并联侧接入点电压幅值；P_sh和Q_sh分别为异步风力发电机系统向UPFC并联侧注人的有功功率和无功功率；

对串联侧进行优化建模，具体为：

其中：P_R和Q_R分别为线路的有功功率和无功功率；V_se为第二换流器交流侧的电压幅值；V_sed、V_seq分别为经过dq变换第二换流器交流侧的电压幅值；V₁为并联侧接入点电压幅值；V_Rd、V_Rq分别经过dq变换的异步风力发电机系统受端电压幅值；X_R为线路阻抗。

4.根据权利要求3所述的一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，其特征在于：所述步骤三具体为：

3.1监测流过UPFC的并联侧电流通过反馈模块来调节电流从而控制V_shq和V_shd的大小，以控制UPFC并联侧输出相应的无功功率，利用UPFC并联侧向异步风力发电机系统注入的无功功率的变化引起风力机中流过的电流的变化，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振；

3.2改变串联侧的V_se去影响V₁的大小，从而影响线路中有功、无功的大小，增加注入的次同步频率下的抑制电流，利用线路无功功率的变化影响异步风力发电机系统中的无功电流，在电磁暂态条件下，机械转矩视为恒定，感性电流的增加使得异步发电机的转子转速升高，产生次同步频率下的阻尼转矩。

5.根据权利要求4所述的一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，其特征在于：所述反馈模块具体为：将并联侧电流进行dq分解得到I_shd与I_shq，将二者分别与I_shd与I_shq的额定电流I_shpref、I_shqref相比较经PI调节得到电压值V_dd与V_qq跟并联侧接入点电压V₁的dq变换电压V_d、V_q相比较，再经PI调节得到V_shq和V_shd，利用控制V_shq和V_shd的大小来控制UPFC并联侧输出相应的无功功率，调整风力机机端注入无功功率的变化引起风力机中流过的电流的变化，使得风力机中产生设定的阻尼转矩，抑制次同步谐振。

6.根据权利要求4所述的一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，其特征在于：所述得到串联侧的V_se具体为：将扭振模式分量的转速偏差Δω和电压增量ΔV作为输入信号，利用转速/功率转换模块和电压/无功模块将它们分别转化为有功功率P与无功功率Q，将线路有功、无功功率的额定值P_Rref、Q_Rref与线路有功功率P_R、线路无功功率Q_R、有功功率P、无功功率Q进行比较之后输入到第一PI运算模块，所得输出量V_d、V_q分别与并联侧接入点额定电压V_qref、V_dref相比较后送入到第二PI运算模块，分别得到V_seq和V_sed，使得发生次同步谐振时，能够及时调节线路无功功率Q_R和接入点电压V₁。

7.根据权利要求4所述的一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，其特征在于：所述得到串联侧的V_se具体为：将扭振模式分量的转速偏差Δω和电压增量ΔV作为输入信号，利用转速/功率转换模块和电压/无功模块将它们分别转化为有功功率P与无功功率Q，将线路有功、无功功率的额定值P_Rref、Q_Rref与线路有功功率P_R、线路无功功率Q_R、有功功率P、无功功率Q进行比较之后输入到第一PI运算模块，所得输出量V_d、V_q分别与并联侧接入点额定电压V_qref、V_dref相比较后送入到第二PI运算模块，分别得到V_seq和V_sed，使得发生次同步谐振时，能够及时调节线路无功功率Q_R和接入点电压V₁。

8.根据权利要求4所述的一种UPFC对异步风力发电机系统次同步谐振的抑制方法，其特征在于：所述改变串联侧的V_se去影响V₁的大小具体为：

其中：为并联侧接入点电压；为第二换流器交流侧的电压；为串联侧出口母线电压。